Способ холодной прокатки стальных полос


 


Владельцы патента RU 2463115:

Трайно Александр Иванович (RU)

Изобретение может быть использовано при холодной прокатке стальных полос, сваренных встык, на непрерывных и дрессировочных станах. Способ включает обжатие полосы парой валков с индикацией сварного шва при входе в очаг деформации. В процессе обжатия сварного шва через него пропускают импульсный электрический ток. Продолжительность импульсов составляет 0,1÷0,5·10-4 с при скважности 0,1÷100·103, а плотность тока в импульсе равна 0,3÷0,5 кА/мм2. Технический результат состоит в снижении разнотолщинности полос при одновременном исключении обрывов в зоне сварных швов. 1 табл.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос, сваренных встык, на непрерывных и дрессировочных станах.

Известен способ прокатки полос, включающий нагрев металла в зоне деформации пропусканием электрического тока между валками и металлом, с изменением величины электрического тока в функции от величины давления металла на валки [1].

Недостатки известного способа состоят в том, что при холодной прокатке стальных полос будет иметь место выгорание технологической смазки, разогрев валков, изменение их тепловой выпуклости. Кроме того, при прокатке полос, сваренных встык, не исключены порывы сварных швов.

Известен также способ снижения прочности металлов при пластической деформации, при котором через заготовку пропускают импульсный ток плотностью 0,6÷1,0·103 А/мм2 длительностью преимущественно 10-4 с частотой подачи 20-35 имп/с [2].

Недостаток известного способа состоит в том, что при холодной прокатке стальных полос, сваренных встык, не исключены порывы сварных швов из-за недостаточной их пластичности. Помимо этого, при прокатке происходит разрушение технологической смазки, что в конечном счете ведет к увеличению разнотолщинности полос.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ прокатки стальных полос, сваренных встык, включающий их обжатие парой валков и индикацию сварного шва при входе к очаг деформации, согласно которому окружную скорость одного из валков при прохождении шва увеличивают на 2-7,2% от установившейся, а другого соответственно уменьшают на такую же величину [3].

Недостатки известного способа состоят в следующем. Приводные валки прокатного стана, механически связанные с электродвигателями, обладают большой инерционностью. По этой причине участки полосы перед сварным швом прокатываются с повышающейся величиной рассогласования окружных скоростей валков, а после сварного шва - с понижающейся, что приводит к увеличению разнотолщинности полос. Кроме того, известный способ не применим для прокатки в клетях, валки которых имеют привод через шестеренную клеть от одного электродвигателя.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении разнотолщинности полос при одновременном исключении обрывов сварных швов. Побочный эффект от использования предложенного способа состоит в расширении возможностей применения, т.к. он реализуем как в клетях с индивидуальным приводом валков, так и в клетях, приводимых через шестеренную клеть.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе холодной прокатки стальных полос, сваренных встык, включающем их обжатие парой валков, индикацию сварного шва при входе к очаг деформации, согласно предложению, в процессе обжатия сварного шва через него пропускают импульсный электрический ток. Для случая прокатки стальных полос продолжительность импульсов составляет 0,1÷0,5·10-4 с при скважности 1,0÷100·103, а плотность тока в импульсе равна 0,3÷0,5 кА/ мм2.

Сущность предложенного способа состоит в следующем. Изначально сварной шов, соединяющий полосы встык, обладает пониженными пластическими свойствами. Пропускание импульсного электрического тока с указанными параметрами в процессе прокатки приводит к ударным воздействиям потока электронов на структурные неоднородности сварного шва и образующиеся при его обжатии дислокации. В то же время возникающее электромагнитное поле вызывает упругие деформации кристаллической решетки металла. Благодаря этому происходит отрыв образующихся дислокаций, снижается их взаимное торможение и стимулируется более свободное движение. В результате достигается выравнивание технологической пластичности и деформируемости сварного шва и стальной полосы, исключаются рывки натяжений и обрывы по шву. В паузах между импульсами происходит дессипация джоулевого нагрева металла.

Процесс включения импульсного электрического тока при входе сварного шва в очаг деформации и его выключения при выходе из него протекает безинерционно, благодаря чему исключается нестационарность, имеющая место в известном способе [3], и связанное с этим увеличение разнотолщинности прилегающих к сварному шву участков полосы.

Экспериментально установлено, что сокращение продолжительности импульсов менее 0,1·10-4 с или увеличение скважности более 100·103 не обеспечивает выравнивания технологической пластичности сварного шва и полосы, что ведет к порывам швов. Увеличение продолжительности импульсов более 0,5·10-4 с, как и снижение скважности менее 1·103 приводит к увеличению нагрева зоны сварного шва и валков, что увеличивает разнотолщинность полос и расход электроэнергии.

Снижение плотности тока в импульсе менее 0,3 кА/мм2 не позволяет повысить подвижность дислокаций в прокатываемом сварном шве, что приводит к порывам сварных швов. Увеличение плотности тока более 0,5 кА/мм2 снижает прочность сварного шва, что ведет к порывам, а также увеличивает разнотолщинность прокатываемых полос и затраты электроэнергии.

Примеры реализации способа

На разматывателе одноклетевого дрессировочного стана кварто 1400 устанавливают рулон, состоящий из двух сваренных встык отожженных полос толщиной 0,8 мм из стали марки 01ЮТ. Для индикации сварного шва на одной из боковых кромок полосы по месту шва при сварке пробивают полукруглое отверстие. Верхний и нижний рабочие валки дрессировочного стана электрически изолированы друг от друга.

Передний конец рулона задают в клеть и закрепляют на моталке. С помощью электродвигателей разматывателя и моталки создают в полосе заднее и переднее натяжения, включают подачу смазочно-охлаждающей жидкости и осуществляют дрессировку полосы с обжатием 1,8% на рабочей скорости 5 м/с.

При входе сварного шва в валки датчик фиксирует пробитое полукруглое отверстие и через систему управления включает генератор, который подает импульсное напряжение к верхнему и нижнему рабочим валкам. В результате через очаг деформации, в котором находится сварной шов, протекает импульсный электрический ток с плотностью J=0,4 кА/мм2, с продолжительностью импульсов τ=0,30·10-4 с и скважностью S=50·103.

Под воздействием импульсного тока в кристаллической решетке металла происходит освобождение образующихся при пластической деформации дислокаций, технологическая пластичность сварного шва возрастает, коэффициенты вытяжек у полосы и сварного шва выравниваются, благодаря чему исключается порыв сварного шва.

После временной задержки, прямо пропорциональной скорости прокатки, в течение которой сварной шов проходит через очаг деформации, подачу импульсного тока отключают, и процесс дрессировки идет в обычном режиме. При этом полоса сохраняет равномерную толщину по длине и ширине. Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.

Таблица
Режимы прокатки и показатели их эффективности
№ п/п τ, ×10-4, с S×103 J, кА Разнотолщинность полос ΔН, мм Порывы швов
1. 0,09 0,8 0,2 ±0,09 Присутств.
2. 0,10 1,0 0,3 ±0,04 Отсутств.
3. 0,30 50 0,4 ±0,03 -:-
4. 0,50 100 0,5 ±0,04 -:-
5. 0,60 110 0,6 ±0,09 -:-
6. [3] -- -- - ±0,09 -:-

Из данных, приведенных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается снижение разнотолщинности ΔН холоднокатаных полос при одновременном исключении порывов сварных швов. При запредельных значениях заявленных параметров не исключаются порывы сварных швов (вариант №1) и увеличивается разнотолщинность ΔН полос. Разнотолщинность полос ΔН возрастает также при реализации известного способа [3] (вариант №6).

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что применение электростимулирования импульсным током при прохождении через очаг деформации упрочненного сварного шва позволяет повысить его технологическую пластичность до уровня стальной полосы, благодаря чему достигается снижение разнотолщинности полос при одновременном исключении обрывов сварных швов. Предложенный способ реализуем на станах холодной прокатки как с индивидуальным приводом валков, так и со связанным приводом через шестеренную клеть. Использование придложенного способа повысит рентабельность производства холоднокатаной листовой стали на 2-3%.

Литературные источники

1. Авт. свид. СССР №271475, МПК B21B 1/22, B21B 37/08, 1973 г.;

2. Авт. свид. СССР №393939, МПК C22F 3/00, B21D 21/00, 1977 г.;

3. Авт. свид. СССР №952391, МПК B21B 1/22, B21B 37/00, 1982 г.

Способ холодной прокатки стальных полос, сваренных встык, включающий их обжатие парой валков, индикацию сварного шва при входе в очаг деформации, отличающийся тем, что в процессе обжатия сварного шва через него пропускают импульсный электрический ток, причем продолжительность импульсов составляет 0,1÷0,5·10-4 с при скважности 1,0÷100·103, а плотность тока в импульсе равна 0,3÷0,5 кА/мм2.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при дрессировке оцинкованной полосовой стали. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при холодной прокатке полосовой стали, преимущественно автомобильной, на непрерывных станах.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при прокатке листов с повышенными требованиями к качеству их поверхности. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технологии производства холоднокатаной автолистовой стали, преимущественно для лицевых деталей автомобиля.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть применено при изготовлении полос на непрерывных широкополосных станах холодной прокатки. .
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной рулонной нагартованной стали для оцинкования. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технологии получения подката для горячеоцинкованной стали толщиной не менее 0,48 мм.
Изобретение относится к прокатному производству и касается изготовления тонких полос. .
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении тонколистовой холоднокатаной стали с нормируемой твердостью. .
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к производству многослойных композиций совместной холодной прокаткой. .

Изобретение относится к металлургии, конкретно к прокатному производству, и может быть использовано при получении холоднокатаной листовой стали с высоким качеством отделки поверхности
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в технологии производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей с заданной чистотой поверхности и шероховатостью полосы, используемых в автомобильной промышленности

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной нагартованной полосы из листовой стали с покрытием или без него, для последующей обработки путем гибки или формовки, в частности кровельной металлочерепицы
Изобретение относится к изготовлению тонколистовой холоднокатаной трубной стали, используемой для трубок амортизаторов автомобилей

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос на реверсивных и непрерывных станах
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении горячекатаного травленого листового проката как в виде товарной продукции, так и заготовки для последующей холодной прокатки

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной полосы из листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, для изготовления изделий методом глубокой вытяжки. Способ включает холодную прокатку горячекатаных полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку с передним и задним натяжениями, при котором величины удельные переднее и заднее натяжения поддерживают в пределах величин 20-40 Н/мм2 и 25-60 Н/мм2 соответственно, а величину относительного обжатия при дрессировке εдр устанавливают по соотношению ε д р = 0 , 0 4 + 0 , 0 8 7 ⋅ ε п р 2 − 0 , 1 0 6 ⋅ ε п р , где εдр - относительное обжатие при холодной прокатке, что обеспечивает увеличение выхода годного. 1 табл., 1 пр.
Изобретение предназначено для снижения энергозатрат прокатного производства и может быть использовано при дрессировке стальных холоднокатаных отожженных полос в клети с по меньшей мере одним приводным валком. Способ включает заправку полосы в стан с помощью электроприводных рабочих валков при обжатии с относительной величиной 0,5-2,0% и последующую прокатку в рабочих валках, вращаемых с заданной скоростью. Пластическое течение металла только в направлении вращения валков обеспечивается за счет того, что после завершения заправки полосы в стан электропривод рабочих валков отключают, производят плавное увеличение заднего и переднего натяжений, причем заднее натяжение увеличивают до удельного значения, равного 0,05-0,20 от условного предела текучести отожженной стальной полосы, а переднее натяжение - до начала вращения рабочих валков с заданной скоростью прокатки. Переднее натяжение увеличивают до удельного значения, не превышающего 0,8 от условного предела текучести отожженной стальной полосы. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке холоднокатаных полос из низкоуглеродистой стали на непрерывных станах с последующим отжигом в садочных печах. Способ включает завалку в последнюю клеть непрерывного стана насеченных рабочих валков с шероховатостью 3÷5 мкм Ra, прокатку полос с регламентированным обжатием в этой клети, смотку полос в рулоны и последующий их рекристаллизационный отжиг в садочной печи, в котором после завалки рабочих валков относительное обжатие в последней клети устанавливают равным 2÷5% и к концу кампании рабочих валков увеличивают до 18÷22% при одновременном соответствующем снижении обжатий в предыдущих клетях и устанавливают исходя из соотношения: ε=(2÷5)+0,106·L, где L - суммарная длина прокатанных полос от начала кампании рабочих валков последней клети, км, что позволяет повысить качество листовой стали. 1 табл., 3 пр.
Изобретение предназначено для снижения разнотолщинности тончайших полос и лент (толщиной не более 0,2 мм), получаемых холодной прокаткой из низкоуглеродистых сталей на непрерывных многовалковых станах. Способ включает многопроходное обжатие заготовки в валках непрерывного стана с приложением к ней межклетевых натяжений и подачей к валкам смазывающе-охлаждающей жидкости, с обжатием заготовки в валках, диаметр которых уменьшают по ходу прокатки. Стабильность температурного профиля валков, уменьшение их сплющивания и изгиба обеспечивается за счет того, что расход смазочно-охлаждающей жидкости в каждом последующем проходе увеличивают прямо пропорционально снижению диаметра валка, а диаметр валка в каждом проходе регламентирован математической зависимостью. 1 табл.
Наверх